JPH0241936A - 4輪駆動車の動力分配装置 - Google Patents

4輪駆動車の動力分配装置

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JPH0241936A
JPH0241936A JP19114688A JP19114688A JPH0241936A JP H0241936 A JPH0241936 A JP H0241936A JP 19114688 A JP19114688 A JP 19114688A JP 19114688 A JP19114688 A JP 19114688A JP H0241936 A JPH0241936 A JP H0241936A
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Toshio Kobayashi
利雄 小林
Yukio Oonuki
由起夫 大抜
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、前後輪へ動力分配する湿式油圧多板クラッチ
を備えた4輪駆動車の動力分配装置に関する。
【従来の技術】
このような4輪駆動車の動力分配装置として、特開昭6
1−155027号公報に記載のものが従来知られてい
る。これは、変速機出力軸から前後輪へ分岐して動力伝
達するトランスファ装置のケース内に前輪駆動用と後輪
駆動用との2つ湿式油圧多板クラッチを配置したもので
あり、その油圧制御に応じて連続的に任意の比率で前後
輪へ動力分配できるようになっている。ここでこれらの
湿式油圧多板クラッチは、その作動油がトランスファ装
置内の歯車や軸受類の潤滑油と共用されると共に、クラ
ッチプレート抑圧用の油圧ピストンがクラッチドラムと
一緒に回転する構成となっている。
【発明が解決しようとする課題】
このように油圧ピストンがクラッチドラムと一緒に回転
する構成のため、油圧ピストン駆動用の油圧室にはクラ
ッチドラムの回転に伴って遠心油圧が発生し、これが制
御油圧に加算されて油圧ピストンに作用するようになる
。従って湿式油圧多板クラッチは、伝達トルクが制御油
圧に応じた設定値よりも過大となって所望の油圧制御が
できなくなると共に、車両が中速から高速域に達して遠
心油圧が大きいときには、直進走行時の車両の軸重配分
の差や加速走行時における重心移動によって前後輪のタ
イヤ有効径に差が生じることにょうて発生する内部w1
環トルクを湿式油圧多板クラッチがトルクリミッタとし
て充分に吸収できず、加速性能の低下、燃費の悪化、振
動騒音の発生などを伴う不都合がある。 また湿式油圧多板クラッチはその作動油に歯車類専用の
潤滑油が共用されるため、4輪駆動走行状態で大きく転
舵してスベリ作用が発生する際に、適切な摩擦特性が得
られないためスティックスリップを起こして振動騒音を
発生する問題がある。 さらに、トランスファ装置が2つの湿式油圧多板クラッ
チを収容して長大化するので、その剛性低下を招いて駆
動系の振動や騒音を増大し、あるいは車室内スペースを
減少する不都合がある。 そこで本発明は、トランスファ側の装置構成がコンパク
トでありながら前後輪へのトルク分配を任意の比率に設
定可能とし、かつ湿式油圧多板クラッチの油圧室におけ
る遠心油圧の発生およびスベリ作用する際のスティック
スリップの発生を未然に防止すると共に、車両の操安性
1発進性能。 旋回性能を最大限に発揮でき、ドライバの運転の好みに
も十分応じられるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
この目的のため本発明は、2つ・の湿式油圧多板クラッ
チへの作動油の圧力制御に応じて前後輪を動力分配可能
に伝動構成する4輪駆動車において、トランスファ装置
からそれぞれプロペラシャフトを介して伝動構成される
前輪用独立差動装置および後輪用独立差動装置を備え、
上記2つの湿式油圧多板クラッチはそれぞれ上記前輪用
独立差動装置および後輪用独立差動装置内に区画配置し
て伝動軸の途中に介設し、これらの湿式油圧多板クラッ
チにおける油圧ピストンは、不動部材である上記各独立
差動装置のケース部材をそれぞれシリンダとしてこれら
に廻り止めして摺動自在に嵌合させ、かつその作動用油
圧室と反対側の作用端部を上記湿式油圧多板クラッチの
クラッチドラムの端部に内嵌したリテーナプレートにベ
アリングを介して圧接して上記クラッチドラム内のクラ
ッチプレートを押圧するよう構成すると共に、上記両温
式油圧多板クラッチの制御系には、一方の湿式油圧多板
クラッチを介して前輪にのみ動力伝達するFF走行と、
他方の湿式油圧多板クラッチを介して後輪にのみ動力伝
達するFR走行と、両温式油圧多板クラッチを介して前
後輪に動力伝達する4WD走行との各走行モードが選択
可能なスイッチ群を設けてなる。
【作  用】
このような手段では、伝動軸の回転によりクラッチドラ
ム内のクラッチプレートが回転しても、各々の湿式油圧
多板クラッチにおける油圧ピストンは回転せず、これら
と独立差動装置のケース部材との間に形成される各油圧
室には遠心油圧が発生しない、そして各湿式油圧多板ク
ラッチへの油圧制御により前後輪へ所望の比率で動力分
配される。ここで各湿式油圧多板クラッチは、所定の組
成を有する適切な作動油を使用することで所望の摩擦特
性が得られ、前後輪間の内部循環トルクの発生の際もし
くは、4輪駆動状態で大きく転舵する場合には、クラッ
チプレートはスティックスリップを伴なわずに滑らかに
スベリ作用する。そしてスイッチ群の操作に応じた各湿
式油圧多板クラッチの制御により、FF、FR,前後輪
間を動力分配可能な4WDの各走行モードをドライバが
選択可能となる。
【実 施 例】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して具体的に説明
する。 第2図は一実施例が適用される4輪駆動車の動力伝達系
を示し、車体前部からエンジン1.クラッチ2.同期噛
合い式の手動変速tl13.トランスファ装置4が一体
となって前後方向に縦置き配置され、トランスファ装置
4からプロペラシャフト5.6を介して車体前部および
後部に独立した前輪用差動装置7.後輪用差動装置8が
それぞれ配置される。 前記トランスファ装置4は、第1図(a)に示すように
変速機出力軸9とその側方に平行配置したフロントドラ
イブ軸10とにそれぞれトランスファドライブスプロケ
ット11およびトランスファドリブンスゲロケット12
をスプライン嵌合し、両者をチェーン13を介して伝動
構成したもので、変速機出力軸9およびフロントドライ
ブ軸10にはそれぞれコンパニオンフランジ20.21
等を介してプロペラシャフト6.5が連結する。 また第2図に示すように前輪用差動装置7および後輪用
差動装置8内の伝動軸の途中には、第1゜第2の湿式油
圧多板クラッチ22.28が介設される。 そしてエンジン1からクラッチ2を介して手動変速機3
に入力される動力は、そこで前進5段後退1段に変速さ
れて変速機出力軸9からトランスファドライブスプロケ
ット11.チェーン13.トランスファドリブンスプロ
ケット12.フロントドライブ軸10.プロペラシャフ
ト5.第1の湿式油圧多板クラッチ22を介して前輪用
差動装置7に入力し、そこから左右の前輪23に動力伝
達される。また前記変速機出力軸9からトランスファ装
置4の後方に取出される動力は、プロペラシャフト6、
第2の湿式油圧多板クラッチ28を介して後輪用差動装
置8に入力し、そこから左右の後輪24に動力伝達され
るようになっている。 ここで前記第1.第2の2つの湿式油圧多板クラッチ2
2.28は、それぞれ第3図に示すように電動モータも
しくはエンジンにて直接駆動されるオイルポンプ14a
、14b 、レギュレータバルブ15a、15b、トラ
ンスファクラッチバルブ16a、16b 、デユーティ
ソレノイドバルブ17a、17b 、パイロットバルブ
18a、 18bを有する専用の油圧制御系により走行
状態に応じて適切な制御油圧が供給されるようになって
いる。これらの油圧制御系は略同構成であるのでその一
方について説明すると、オイルポンプ14aからレギュ
レータバルブ15aにより所定の油圧に圧力調整されて
湿式油圧多板クラッチ22に至る油圧回路系にデユーテ
ィ圧制御されるトランスファクラッチバルブ16aが介
在されると共に、パイロットバルブ18aを有するパイ
ロット圧回路系に排出制御用のデユーティソレノイドバ
ルブ17aが挿入されたものである。そして両油圧制御
系におけるデユーティソレノイドバルブ17a、17b
が制御ユニット19からのデユーティ信号によりそれぞ
れ所望のデユーティ圧に調整することで、トランスファ
クラッチバルブ16a、 16bがそれぞれ別個に所望
のクラッチ圧に調整されるようになっている。なおデユ
ーティ比とデユーティ圧およびクラッチ圧との関係は第
4図のとおりである。 このような油圧制御系を備える第1.第2の湿式油圧多
板クラッチ22.−28は、その油圧制御系と共に前輪
用差動装置7.および後輪用差動装置8のケース部材で
あるディファレンシャルキャリア部分にコンパクトにま
とめられる。ここで測湿式油圧多板クラッチ22.28
および差動装置7,8は、略同構成であるからその一方
についてのみ説明する。第1図(b)に示すようにディ
ファレンシャルキャリア29には、後輪用差動装′f1
8111]のファイナルギヤ25に噛合うドライブピニ
オン30の軸部30aとプロペラシャフト6IjIlの
入力軸31との遊嵌部を覆うように前方へ突出して入力
軸31周囲のエクステンションケース32に接続するシ
リンダ部33が不動部材として一体形成され、第1図(
C)に示すようにこのシリンダ部33の下面に前記各バ
ルブ15b。 16b、 17b、 18bを一体構成したバルブユニ
ット26が、また側面には電動式のオイルポンプ14b
がそれぞれ固定されると共に、シリンダ部33内に第2
の湿式油圧多板クラッチ28が配置されるのである。 ここで第2の湿式油圧多板クラッチ28は、クラッチド
ラム28aが前記入力軸31後端のフランジ部31aに
溶接固定されると共に、クラッチハブ28bが前記ドラ
イブピニオン30の軸部30aにスプライン嵌合されて
入力軸31の端部にスラストワッシャ34を介して係止
されている。そしてクラッチドラム28aの内周には複
数枚のリング状クラッチプレート28cが両端部のリテ
ーナプレート28dと共にスプライン嵌合し、一方、ク
ラッチハブ28bの外周には複数枚のリング状クラッチ
ディスク28eが上記各クラッチプレート28cと交互
に配置されてスプライン嵌合し、これらのクラッチプレ
ート28C,リテーナプレート28d、クラッチディス
ク28eで多板クラッチが構成されている。そして前記
リテーナプレート28dに押圧力を付与するリング状の
ピストン28fは、不動部材である前記シリンダ部33
内に摺動自在に嵌合してその区画壁33aおよび内側ガ
イド筒33bとの間に前記トランスファクラッチバルブ
16bに連通する油圧室28gを形成すると共に、この
油圧室28(lと反対側の作用端部をアンギュラコンタ
クトのレリーズベアリング35を介して前記リテーナプ
レート28dに当接する。 前記レリーズベアリング35は、ピストン28「に当接
するアウタレース35aが爪35bを介して前記内側ガ
イドl’iJ 33bに回転方向に係合し、インナレー
ス35cが前記クラッチドラム28aの内周にスプライ
ン嵌合したもので、アウタレース35aが回転規制され
ることでピストン28fはシリンダ部33に対し廻り止
めされている。 一方、入力軸31およびドライブピニオン30の軸部3
0aには、クラッチドラム28aの外周側とクラッチハ
ブ28bの内周側とを連通ずるように油路31b、30
bが形成されている。そしてシリンダ部33内の作動油
をクラッチドラム28aの外周でかきあげて図示しない
オイルガイドにより油路30bに給油し、この作動油を
油i 30bを介してクラッチハブ28bの内周側に導
くことで、スプライン部に半径方向に設けた図示しない
油路を通じて、クラッチプレート28C,クラッチディ
スク28e等の多板クラッチを潤滑するようになってい
る。なお、この作動油の漏洩を防止すべく、シリンダ部
33の区画壁33a内周部とエクステンションケース3
2前部内周部にはそれぞれオイルシール36.37が装
着されている。また、差動装置内のハイポイドギヤ用潤
滑油と前記作動油は、特性が異なるなめ区画壁33a内
周部のオイルシール36でお互いに液密を深つように構
成される。 前記制御ユニット19は、スロットル開度信号。 後輪回転信号、前輪回転信号、レンジ信号、アイドル信
号等の各種信号を入力して車両の走行状態を常時判断し
ており、スロットル開度、車速をパラメータとしてあら
かじめ設定されたテーブルマツプから最適のデユーティ
比信号を前記各デユーティソレノイドバルブ17a、 
17bに出力して第1゜第2の湿式油圧多板クラッチ2
2.28のクラッチ圧を制御するようになっている。 ここで制御ユニット19には、FFスイッチ43aから
のFF走行指令信号、FRスイッチ43bからのFR走
行指令信号、制御4WDスイツチ43cからの前後輪間
を動力分配可能な4WD走行指令信号がそれぞれ入力す
る。そしてこの制御ユニット19は、FF走行指令信号
に基づいて一方のデユーティソレノイドバルブ17aに
のみ0%のデユーティ比信号を出力し、FR走行指令信
号に基づいては逆に能力のデユーティソレノイドバルブ
17bにのみ0%のデユーティ比信号を出力すると共に
、前後輪間を動力分配可能な4WD走行指令信号に基づ
いて両デユーティソレノイドバルブ17a、 17bに
あらかじめ設定されたテーブルマツプからそれぞれ0%
から100%の範囲のデユーティ比信号を出力するよう
になっている。 以上の構成を有する4輪駆動車は、エンジン1からクラ
ッチ2を介して手動変速機3に伝達された動力をそこで
適宜変速し、変速機出力軸9からトランスファ装置4.
プロペラシャフト5.第1の湿式油圧多板クラッチ22
を介して前輪用差動装置7に入力し、他方はプロペラシ
ャフト6、第2の湿式油圧多板クラッチ28を介して後
輪用差動装置8に入力することで4輪駆動する。この場
合、各湿式油圧多板クラッチ22.28の伝達トルクに
応じて前輪側および後輪側へ動力分配される。そしてこ
の分配比は、制御ユニット19からのデユーティ比信号
に応じたクラッチ圧の変化により前輪100%、後輪0
%のFF状態から漸次後輪側の分配を増して前後輪とも
直結式の4WD状態を経て、さらに前輪O%、後輪10
0%のFR状態となるまでの範囲で変化する。 ここで4輪駆動走行中に、車両の前輪と後輪の軸重配分
の差や急加速、登板時における重心移動によって前後輪
のタイヤ有効径に差が生じた場合には、前後輪間に相対
回転が生じる。このような場合、第1もしくは第2の湿
式油圧多板クラッチ22、28は所望のクラッチ圧に制
御されることによりトルクリミッタとして働き、例えば
クラッチドラム28a lpJのクラッチプレート28
Cとクラッチハブ28b 1111のクラッチディスク
28eとの間にスベリを生じて前後輪の回転差に伴う内
部循環トルクを吸収する。従って4輪駆動走行中の加速
性能や燃費を向上させることができる。また、4輪駆動
車走行中に大きく転舵すると、前後輪の旋回半径の差よ
り前後輪間に内部循環トルクが発生し、特に低速最大転
舵時が最も大きく、必要以上の駆動力が必要となり、車
庫入れなどの時、エンストが発生するなどの不都合が生
じる。このような場合、第1もしくは第2の湿式油圧多
板クラッチ22.28は、前述の前後回転数を検出し、
回転比あるいは回転差に応じて所望のクラッチ圧になる
ように減圧制御されて、第1もしくは第2の湿式油圧多
板クラッチ22.28内にスベリを生じてこの問題に対
処する。従って、旋回時におけるタイトコーナブレーキ
ング現象が回避できる。また第1もしくは第2の湿式油
圧多板クラッチ22.28がこのようなスベリ作用をす
る際、例えばクラッチプレート28C,クラッチディス
ク28eなどの多板クラッチが所定の組成による適切な
作動油中に浸漬されていることから所望の牽擦特性が得
られ、スティックスリップは発生しない、従って特に低
速最大転舵時などに不快な振動や騒音が生じることがな
く、また摩擦材についても所望の信頼性および耐久性が
得られる。 このような4輪駆動車は、FF、FR,前後輪間を動力
分配可能な4WDの各走行モードが選択可能である。例
えば前記FFスイッチ43aを操作すると、一方のデユ
ーティソレノイドバルブ17aにのみ0%のデユーティ
比信号が出力されて第1の湿式油圧多板クラッチ22の
みが直結し、第2の湿式油圧多板クラッチ28は解放と
なることから、前輪にのみ動力伝達されてFF走行モー
ドとなる。 またFRスイッチ43bを操作すると、他方のデユーテ
ィソレノイドバルブ17bにのみ0%のデユーティ比信
号が出力されて第1の湿式油圧多板クラッチ22は解放
し、第2の湿式油圧多板クラッチ28のみ直結すること
から、後輪にのみ動力伝達されてFR走行モードとなる
。そして制御4WDスイツチ43cの操作では、両デユ
ーティソレノイドバルブ17a、17bにそれぞれ0%
から100%の範囲のデユーティ比信号が出力されて第
1.第2の湿式油圧多板クラッチ22.28への作動油
の圧力を、走行状態に応じて変化させ、こうして前後輪
に常時動力分配される制御4WD走行モードとなる。 従って各走行モードを適宜選択することで、車両の操安
性1発進性能、旋回性能を最大限に発揮することができ
、またドライバの運転の好みに十分応じることができる
。 ここで各湿式油圧多板クラッチ22.28自体の挙動に
ついてみると、入力軸31の回転に伴いクラッチドラム
28aと共にクラッチプレート28C,レリーズベアリ
ング35のインナレース35cなどが回転しても、ピス
トン28fは不動部材であるシリンダ部33に廻り止め
されて回転しない。そのためピストン28fとシリンダ
部33との間に形成される油圧室28g内には遠心油圧
が発生することがなく、クラッチプレート28Cなどに
制御油圧による押圧力以外に不要な押圧力が加わらない
。従って油圧室281Jの油圧制御は正確なものとなり
、微妙な油圧制御も可能となる。 またこのような湿式油圧多板クラッチ22.28は、前
輪用差動装置7.および後輪用差動装置8内に配置され
るから、トランスファ装置4が長大化せず、装置の構成
がコンパクトとなって剛性が保持され、駆動系の振動や
騒音を増大することがない。 また、車室内スペースを減少することもない。 なお、以上の実施例はフロントエンジンの4輪駆動車を
ベースとしたが、リヤエンジンの4輪駆動車をベースに
構成してもよい。 またオイルポンプは第1.第2の湿式油圧多板クラッチ
に対応して2つ設けたが、外部配管などで油圧回路を構
成することにより1つのオイルポンプを共用するように
してもよい。 またマニュアルトランスミッション車に限らずオートマ
チックトランスミッション車、無段変速機付車両にも適
用可能である。
【発明の効果】
以上説明したとおり本発明によれば、伝動軸の回転によ
りクラッチドラムが回転しても、各々の湿式油圧多板ク
ラッチにおける油圧ピストンは回転せず、これらと独立
差動装置のケース部材との間に形成される各油圧室には
遠心油圧が発生しない、従って各湿式油圧多板クラッチ
は制御油圧に応じた適切な伝達トルクにより前後輪へ任
意の比率で動力分配するようになる。また前輪と後輪間
の回転差に伴なう内部循環トルクの発生の際には各湿式
油圧多板クラッチが所定の組成による適切な作動油を使
用することで、湿式油圧多板クラッチに所望の摩擦特性
を発揮させてスティックスリップを伴なわずに滑らかに
スベリ作用することでこれを充分に吸収するから、旋回
時のタイトコーナブレーキング現象を回避し、また直進
走行時の加速性能および燃費を向上させると共に、振動
騒音の発生も防止できる。 またトランスファ装置には湿式油圧多板クラッチを配置
しない構造であり構成がコンパクトとなるから、駆動系
の曲げ剛性を維持して振動や騒音の増大を回避すると共
に、車室内スペースの減少も解消することができる。 そしてスイッチ群の操作により、FF、FR。 および前後輪を動力分配可能な制御4WDの各走行モー
ドが選択可能となり、車両の操安性2発進性能、旋回性
能を最大限に発揮でき、またドライバの運転の好みにも
十分応じることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)、第1図(b)は本発明の一実施例を示す
要部断面図、第1図(C)は第1図(b)のC−C線断
面図、第2図は一実施例が適用される4輪駆動車の伝動
系の概略構成図、第3図は一実施例に使用する油圧回路
図、第4図はデユーティ圧およびクラッチ圧の特性図で
ある。 1・・・エンジン、2・・・クラッチ、3・・・同期噛
合い式の手動変速機、4・・・トランスファ装置、5,
6・・プロペラシャフト、7・・・前輪用差動装置、8
・・・後輪用差動装置、9・・・変速機出力軸、10・
・・フロントドライブ軸、11・・・トランスファドラ
イブスプロゲット、12・・・トランスファドリブンス
プロケット、13−・・チェーン、14a、14b−・
・オイルポンプ、15a、15b・・・レギュレータバ
ルブ、16a、 16b・・・トランスファクラッチバ
ルブ、17a、 17b・・・デユーティソレノイドバ
ルブ、18a、18b・・・パイロットバルブ、19・
・・制御ユニット、20.21・・・コンパニオンフラ
ンジ、22・・・第1の湿式油圧多板クラッチ、23・
・・前輪、24・・・後輪、25・・・ファイナルギヤ
、26・・・バルブユニット、28・・・第2の湿式油
圧多板クラッチ、28a・・・クラッチドラム、28b
・・・クラッチハブ、28c・・・クラッチプレート、
28d・・・リテーナプレート、28e・・・クラッチ
ディスク、28f・・・ピストン、28(1・・・油圧
室、29・・・ディファレンシャルキャリア、30・・
・ドライブピニオン、30a・・・軸部、30b・・・
油路、31・・・入力軸、31a・・・フランジ部、3
1b・・・油路、32・・・エクステンションケース、
33・・・シリンダ部、33a・・・区画壁、33b・
・・内側ガイド筒、34・・・スラストワッシャ、35
・・・レリーズベアリング、35a・・・アウタレース
、35b・・・爪、35c・・・インナレース、36.
37・・・オイルシール、43a・・・FFスイッチ、
43b・・・FRスイッチ、43c・・・制御4WDス
イツチ。 ブユ工(c) 74乙乙

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  2つの湿式油圧多板クラッチへの作動油の圧力制御に
    応じて前後輪を動力分配可能に伝動構成する4輪駆動車
    において、 トランスファ装置からそれぞれプロペラシャフトを介し
    て伝動構成される前輪用独立差動装置および後輪用独立
    差動装置を備え、上記2つの湿式油圧多板クラッチはそ
    れぞれ上記前輪用独立差動装置および後輪用独立差動装
    置内に区画配置して伝動軸の途中に介設し、 これらの湿式油圧多板クラッチにおける油圧ピストンは
    、不動部材である上記各独立差動装置のケース部材をそ
    れぞれシリンダとしてこれらに廻り止めして摺動自在に
    嵌合させ、かつその作動用油圧室と反対側の作用端部を
    上記湿式油圧多板クラッチのクラッチドラムの端部に内
    嵌したリテーナプレートにベアリングを介して圧接して
    上記クラッチドラム内のクラッチプレートを押圧するよ
    う構成すると共に、 上記両湿式油圧多板クラッチの制御系には、一方の湿式
    油圧多板クラッチを介して前輪にのみ動力伝達するFF
    走行と、他方の湿式油圧多板クラッチを介して後輪にの
    み動力伝達するFR走行と、両湿式油圧多板クラッチを
    介して前後輪に動力伝達する4WD走行との各走行モー
    ドが選択可能なスイッチ群を設けてなる4輪駆動車の動
    力分配装置。
JP63191146A 1988-07-28 1988-07-30 4輪駆動車の動力分配装置 Expired - Fee Related JP2721976B2 (ja)

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